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ECC桩-消能锚韧性支挡结构的地震响应规律

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土木与环境工程学报(中英文) 2024年

作者：丁选明刘学成王春艳任寄瑜刘诗敏重庆大学土木工程学院山地城镇建设与新技术教育部重点实验室

桩锚结构作为地震滑坡治理中最常见的支护结构体系之一，其在强震作用下抗震韧性的提升已成为当前工程领域研究的热点。通过引入黏滞阻尼器以及ECC韧性构件对桩锚结构抗震性能进行优化，并基于振动台试验，从宏观破坏现象、模型动力特... 详细信息

桩锚结构作为地震滑坡治理中最常见的支护结构体系之一，其在强震作用下抗震韧性的提升已成为当前工程领域研究的热点。通过引入黏滞阻尼器以及ECC韧性构件对桩锚结构抗震性能进行优化，并基于振动台试验，从宏观破坏现象、模型动力特性、加速度响应、桩身位移响应、动态弯矩响应、动态轴力响应等方面分析新型桩锚结构的动力响应特征。结果表明，阻尼器的设置能有效降低锚索动态轴力并防止其累积，最大降低幅度可达47%，降低幅度随震级升高先增大再减小，并可以通过阻尼器的优化设计对其进行调节；ECC材料的使用则提高了桩身变形能力，增强了地震作用下抗滑桩的耗能能力，克服了新型结构因设置阻尼器位移有所增大的问题；两者的联合作用显著改善了桩锚结构的抗震性能；地震波频谱特性对新型结构地震响应规律有显著影响，地震波含有越多接近边坡基频的频率分量，其动力放大效应越突出，与Sine＿5Hz地震波作用相比，汶川波作用下坡顶PGA放大系数增幅可达100%。

关键词：振动台桩锚结构消能型锚索抗震性能黏滞阻尼器

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离子固化剂加固粉土物理力学特性试验

甘肃科学学报 2024年第3期36卷 84-89页

作者：徐宏王旭陈伟新疆工程学院土木工程学院新疆乌鲁木齐830023 兰州交通大学土木工程学院甘肃兰州730070 道桥工程灾害防治技术国家地方联合工程实验室甘肃兰州730070

为研究离子固化剂对新疆乌鲁木齐地区粉质黏土的固化效果,开展了土体在不同离子固化剂掺量时的击实试验、剪切试验、渗透试验、崩解试验及三轴不固结不排水试验,对固化前后粉质黏土的物理力学特性、抗剪强度、崩解特性和渗透性进行了研... 详细信息

为研究离子固化剂对新疆乌鲁木齐地区粉质黏土的固化效果,开展了土体在不同离子固化剂掺量时的击实试验、剪切试验、渗透试验、崩解试验及三轴不固结不排水试验,对固化前后粉质黏土的物理力学特性、抗剪强度、崩解特性和渗透性进行了研究。结果表明:离子固化剂的最佳掺量为0.6 L/m^(3),离子固化剂的掺入可以增加粒子间的相互作用力,促进颗粒的紧密排列,改善粉质黏土的水敏性,降低土体最优含水率,提高密实度;离子固化剂可减小土体孔隙的尺寸和连通性从而降低土体的渗透系数;离子固化剂在最佳掺量时,破坏应力是素土的1.84倍,黏聚力和摩擦角分别较素土时增大了1.55倍和1.07倍,黏结强度、抗剪强度显著提高;固化后的土体经过崩解,土体为团聚状,离子固化剂的掺入可以增强土体颗粒间的结合,进而提高水稳定性。

关键词：离子固化剂最佳掺量试验研究粉土物理力学特性

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基于集成学习的交通事故严重程度预测研究与应用

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计算机工程 2024年第2期50卷 33-42页

作者：单永航张希胡川丁涛军姚远上海交通大学机械与动力工程学院上海200240

目前自动驾驶技术重点是关注如何主动避免碰撞,然而在面对其他交通参与者入侵而导致不可避免的碰撞事故场景时,预测车辆在不同行驶模式下的碰撞严重程度来降低事故严重程度的研究却很少。为此,提出一种双层Stacking事故严重程度预测模... 详细信息

目前自动驾驶技术重点是关注如何主动避免碰撞,然而在面对其他交通参与者入侵而导致不可避免的碰撞事故场景时,预测车辆在不同行驶模式下的碰撞严重程度来降低事故严重程度的研究却很少。为此,提出一种双层Stacking事故严重程度预测模型。基于真实交通事故数据集NASS-CDS完成训练,模型输入为车辆传感器可感知得到的事故相关特征,输出为车内乘员最高受伤级别。在第1层中,通过实验对不同学习器组合进行训练,最终综合考虑预测性能以及耗时挑选K近邻、自适应提升树、极度梯度提升树作为基学习器;在第2层中,为降低过拟合,采用逻辑回归作为元学习器。实验结果表明,该方法准确率达到85.01%,在精确率、召回率和F1值方面优于其他个体模型和集成模型,该预测结果可作为智能车辆决策规划模块先验信息,帮助车辆做出正确的决策,减缓事故损害。最后阐述了模型在L_(2)辅助驾驶与L_(4)自动驾驶车辆中的应用,在常规车辆安全防护的基础上进一步提升车辆的安全性。

关键词：交通安全交通事故严重程度预测智能车辆集成学习 K近邻自适应提升树极度梯度提升树逻辑回归

嵌入式SMA-CFRP复合板材加固RC梁有限元模拟及理论分析

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建筑科学与工程学报 2024年

作者：余洁陈星宇王宇航余周沈琪雯薛尚铃重庆科技学院建筑工程学院重庆大学土木工程学院中冶赛迪集团有限公司

为了探究使用碳纤维复合材料(CFRP)与形状记忆合金（SMA）通过不同加固方式，包括内嵌(NSM)与外贴(EB)组合加固钢筋混凝土梁(RC梁)的抗弯性能。使用有限元软件ABAQUS创建有效的SMA以及CFRP加固RC梁模型，对其加固性能进行分析，研究了不... 详细信息

为了探究使用碳纤维复合材料(CFRP)与形状记忆合金（SMA）通过不同加固方式，包括内嵌(NSM)与外贴(EB)组合加固钢筋混凝土梁(RC梁)的抗弯性能。使用有限元软件ABAQUS创建有效的SMA以及CFRP加固RC梁模型，对其加固性能进行分析，研究了不同SMA直径与数量对钢筋混凝土梁加固效果的响应；建立了嵌入式SMA加固RC梁的有限元模型，并基于有限元模拟结果推导加固梁的抗弯承载力计算公式。结果表明，提升SMA直径对试验梁加固效果有积极影响，加固梁开裂荷载提升了33%～133%，极限承载力提升了8%～31%。嵌入式SMA-CFRP复合板材加固梁能很大程度提升加固效果，极限承载力提升显著，大约提高了92.7%、开裂荷载增长31.9%、屈服荷载增长33.3%。值得注意的是，较外贴加固，嵌入式复合板材对端部剥离破坏这一现象有着明显的延缓，加固材料能充分发挥强度。提出的组合加固梁抗弯承载力计算公式能较好吻合模型结果。

关键词：加固形状记忆合金有限元分析碳纤维板材钢筋混凝土梁

体外预应力UHPC无腹筋梁抗剪性能试验研究

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铁道建筑 2024年第2期64卷 67-74页

作者：李立峰房宇超叶萌金未萌湖南大学土木工程学院长沙410082 湖南大学风工程与桥梁工程湖南省重点实验室长沙410082

为研究体外预应力超高性能混凝土(Ultra-high Performance Concrete,UHPC)无腹筋梁的抗剪性能,设计了3片体外预应力UHPC无腹筋梁,剪跨比分别为1.44、2.56、3.67,采用四点加载的方式进行抗剪性能试验,获得了试验梁的荷载-位移关系、荷载... 详细信息

为研究体外预应力超高性能混凝土(Ultra-high Performance Concrete,UHPC)无腹筋梁的抗剪性能,设计了3片体外预应力UHPC无腹筋梁,剪跨比分别为1.44、2.56、3.67,采用四点加载的方式进行抗剪性能试验,获得了试验梁的荷载-位移关系、荷载-应变关系、破坏形态以及极限抗剪承载力。试验结果表明:体外预应力UHPC无腹筋梁的抗剪破坏方式均表现为脆性破坏,随着剪跨比的增大,试验梁破坏形态依次表现为斜压破坏、剪压破坏、剪拉破坏;剪跨比越大,斜裂缝的数量越少、倾角越小,试验梁的极限抗剪承载力越小,且减小趋势变缓。基于极限平衡法推导了体外预应力UHPC无腹筋梁的抗剪承载力计算公式,验算了14片无黏结预应力UHPC梁的抗剪承载力,该公式适用性良好。

关键词：桥梁抗剪性能试验研究超高性能混凝土体外预应力抗剪承载力

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基于区块链共识激励机制的新型联邦学习系统

信息安全学报 2024年第1期9卷 15-32页

作者：米波翁渊黄大荣刘洋重庆交通大学信息科学与工程学院重庆400074

随着云存储、人工智能等技术的发展,数据的价值已获得显著增长。但由于昂贵的通信代价和难以承受的数据泄露风险迫使各机构间产生了“数据孤岛”问题,大量数据无法发挥它的经济价值。虽然将区块链作为承载联邦学习的平台能够在一定程度... 详细信息

随着云存储、人工智能等技术的发展,数据的价值已获得显著增长。但由于昂贵的通信代价和难以承受的数据泄露风险迫使各机构间产生了“数据孤岛”问题,大量数据无法发挥它的经济价值。虽然将区块链作为承载联邦学习的平台能够在一定程度上解决该问题,但也带来了三个重要的缺陷:1)工作量证明(Proof of Work,POW)、权益证明(Proof of Stake,POS)等共识过程与联邦学习训练过程并无关联,共识将浪费大量算力和带宽;2)节点会因为利益的考量而拒绝或消极参与训练过程,甚至因竞争关系干扰训练过程;3)在公开的环境下,模型训练过程的数据难以溯源,也降低了攻击者的投毒成本。研究发现,不依靠工作量证明、权益证明等传统共识机制而将联邦学习与模型水印技术予以结合来构造全新的共识激励机制,能够很好地避免联邦学习在区块链平台上运用时所产生的算力浪费及奖励不均衡等情况。基于这种共识所设计的区块链系统不仅仍然满足不可篡改、去中心化、49%拜占庭容错等属性,还天然地拥有49%投毒攻击防御、数据非独立同分布(Not Identically and Independently Distributed,Non-IID)适应以及模型产权保护的能力。实验与论证结果都表明,本文所提出的方案非常适用于非信任的机构间利用大量本地数据进行商业联邦学习的场景,具有较高的实际价值。

关键词：联邦学习区块链共识算法模型产权保护投毒攻击

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基于关联离散变量的钢框架结构优化设计

土木建筑工程信息技术 2024年第1期16卷 109-115页

作者：葛晓凡曲爽山东建筑大学土木工程学院济南250101

本文提出了一种基于“关联离散变量”概念的空间钢框架结构优化方案。利用ABAQUS有限元软件的计算模块及其Python语言接口,编写子程序实现Abaqus二次开发,对空间钢框架进行离散优化设计。本文以空间钢结构总质量为目标函数,构件截面参... 详细信息

本文提出了一种基于“关联离散变量”概念的空间钢框架结构优化方案。利用ABAQUS有限元软件的计算模块及其Python语言接口,编写子程序实现Abaqus二次开发,对空间钢框架进行离散优化设计。本文以空间钢结构总质量为目标函数,构件截面参数为设计变量,在满足结构可靠性的前提下,利用计算机程序快捷、方便地完成了整个优化设计过程,通过求解模型总质量的下限,得到了经济安全的最优设计结果,有效节省了钢材的用量。本文对空间钢框架的结构优化设计具有较好的参考价值,可为实现钢结构性能化设计提供有益的参考,进而推动钢结构设计的智能化和经济化。

关键词：空间钢框架结构优化离散变量有限元

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结合蜉蝣算法和响应面的结构静力损伤识别

计算力学学报 2024年第4期41卷 702-708页

作者：宋彦朋陈辉黄斌吴志峰武汉工程大学邮电与信息工程学院武汉430073 武汉理工大学土木工程与建筑学院武汉430070 武汉理工大学海南研究院三亚572025 华中科技大学土木与水利工程学院武汉430074

提出了一种结合蜉蝣智能搜索算法和静位移响应面的结构损伤识别方法.首先构造了基于灵敏度的静力损伤识别方程残差和位移残差指标的正则化优化目标函数,然后采用人工智能领域的蜉蝣算法来识别结构单元级别的损伤.在优化过程中,为了解决... 详细信息

提出了一种结合蜉蝣智能搜索算法和静位移响应面的结构损伤识别方法.首先构造了基于灵敏度的静力损伤识别方程残差和位移残差指标的正则化优化目标函数,然后采用人工智能领域的蜉蝣算法来识别结构单元级别的损伤.在优化过程中,为了解决静力加载点和位移测点不一致的问题,利用模型凝聚和位移扩展方法重新构建了损伤识别方程.同时,利用静位移响应面计算目标函数中的位移残差,避免了耗时的有限元计算,提高了优化效率.简支梁的数值算例结果表明,本文方法在寻优速度和精度方面均优于传统的粒子群法和差分进化算法;与单独基于静力损伤识别方程残差或位移残差指标的方法相比,识别损伤更为准确.铝合金悬臂梁损伤识别的静载实验进一步验证了本文方法的高效率和有效性.

关键词：蜉蝣算法静力损伤识别响应面静力损伤方程静力残差

近场爆炸荷载作用下装配式钢筋混凝土叠合梁动力响应数值分析

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吉林建筑大学学报 2024年第1期41卷 9-16页

作者：段文峰陈国庆刘文渊吉林建筑大学土木工程学院长春130118 苏州科技大学土木工程学院江苏苏州225300

为研究装配式钢筋混凝土叠合梁的抗爆性能,采用显式动力有限元软件LS-DYNA建立了相应的数值模型,通过已有的钢筋混凝土现浇梁爆炸试验研究对数值模型进行了验证。采用验证了的数值模型对爆炸荷载作用下的叠合梁和现浇梁进行动力响应分析... 详细信息

为研究装配式钢筋混凝土叠合梁的抗爆性能,采用显式动力有限元软件LS-DYNA建立了相应的数值模型,通过已有的钢筋混凝土现浇梁爆炸试验研究对数值模型进行了验证。采用验证了的数值模型对爆炸荷载作用下的叠合梁和现浇梁进行动力响应分析,考虑比例距离、炸药量、浇筑方式等参数变化对装配式钢筋混凝土叠合梁动力响应及抗爆性能的影响。结果表明:随比例距离减小或炸药量增大,梁破坏形态由弯曲破坏向弯剪破坏转变,梁位移响应加剧;叠合梁抗爆性能略低于现浇梁,但尚能满足规范要求。

关键词：数值分析抗爆性能预制钢筋混凝土叠合梁近场爆炸破坏模式